（１）課題番号：0316

（２）実施機関・部局名：北海道大学大学院理学研究科附属地震火山研究観測センター

（３）課題名：日本海東縁における大地震発生域での海底地殻構造と地震活動

 

（４）本課題の５カ年計画の概要とその中での平成１４年度までの成果：

（4—1）「地震予知のための新たな観測研究計画の推進について」以下建議の項目：

　　１．地震発生に至る地殻活動解明のための観測研究の推進

（１）   定常的な広域地殻活動

ウ．プレート内部の不均質構造の解明

（4—2）関連する「建議」の項目：１．（１）ア・イ・ウ，（２）ア・エ

 

（4—3）５カ年計画全体としてのこの研究課題の概要と到達目標」に対する到達した成果：

　平成１２年度、１３年度では，１９９３年北海道南西沖地震直後に実施された海底地震観測（図—１）による余震の地震カタログを用いて、当震源域での３次元P波速度構造トモグラフィーを求めた。最終的に得られた最適な３次元速構造と全地震の観測P波走時とを満たした余震の震源位置の空間分布から、日本海東縁に認められる急激な海底の地形変形を示す領域で多くの余震が発生していたのが確認できた。この事実は海底地形の変形は現在も進行中であることを示唆し、当震源域は歪の蓄積場であり、今回の地震でその一部を地震によって開放したものと解釈できる。当海域は北米プレートとユーラシア（アムール）プレートとのプレート境界に対応し、２つのプレート間の相互作用によって今後もこの種の大地震が起きる可能性を強く暗示した。また今回の地震カタログからは、ほぼ１５キロメートルの深さを境にそれより深い余震は皆無であった。深さ１０ｋｍ〜１５ｋｍ付近で最も多くの余震が発生したが，震源域の中ではいくつかの地震クラスターが存在し、それらのクラスターが連なって南北に１５０kmにも達した細長い震源域を形成したと見ることができる。つぎにP波速度構造トモグラフィーの解析からは，速度の空間変化は南北方向のみならず東西方向にも富み，複雑な地殻構造が推定された（図—２）。しかし海溝付近で見られるようなプレートの沈み込みを暗示させるような速度分布は得られなかった。一方地震のクラスターが見られた領域はおおむね地震波速度の遅い速度異常域に対応していた。このような速度異常が本震発生後の現象であるのか，または以前から存在していたのかは現時点では判断できない。さらに本震の震源過程の解析から見出された複数のサブエベント領域に対応して速度分布の空間的変化が見られた。

 

（５）平成１４年度成果の概要：

（５—１）「平成１２年度全体計画骨子の補足説明　３．具体的な課題提案の背景」のどの項目を実施したのか：

　　(1) 広域応力場の形成メカニズム

　　（１）—２　境界条件

　　（１）—２—２．日本列島の西側の境界条件

 

（５—２）平成１４年度項目別実施計画のどの項目を実施したのか：

　　(2) プレート内部の地殻活動・構造不均質に関する研究

 

（５—３）平成１４年度に実施された研究の概要：

　平成１４年度では，平成１３年度に行った１９９３年北海道南西沖地震直後に実施された海底地震観測観測データを用いた３次元P波速度構造トモグラフィー再検討を行った。陸側の観測点データを併合した高精度のトモグラフィーによる速度構造の推定を試みたが、データの併合処理だけでは安定した速度構造トモグラフィーは求めることが出来なかった。北海道の陸域と日本海東縁部とをつなぐ速度構造が極めて複雑で，滑らかな速度構造を仮定した現在の手法では安定した結果が求めにくいことを示唆した，また平成１４年度に海底地震計とエアーガンを用いた地下構造調査を実施する計画であったが、実現できなかった。

 

（５—４）共同研究の有無：

１９９３年北海道南西沖地震の海底地震余震観測および解析グループ(15名)

北海道大学、東北大学、東京大学、千葉大学、気象庁

観測実施期間：１９９３年７月２１日〜８月１６日

観測実施場所：１９９３年北海道南西沖地震の余震域で観測を実施．

参加人員：１５名

 

（５—５）平成１４年度の成果に関連の深いもので、平成１４年度に公表された成果：

「高波鐵夫・村井芳夫・島村英紀・日野亮太・金沢敏彦, 以下省略、１９９３年北海道南西沖地震の震源域でのＰ波速度トモグラフィー（No.2）,地球惑星科学関連学会２００２年合同大会、S086-P004」

 

（6）この課題の実施担当連絡者：

氏名： 高波鐵夫　　電話：011-706-4492, 　FAX: 011-746-7404

e-mail: ttaka@eos.hokudai.ac.jp

 

「図の説明」

図—１：１９９３年北海道南西沖地震の余震観測のための海底地震計配置図．観測は地震直後の1993年7月21日から8月16日までの約１ヶ月間行われ、膨大な数の余震を観測できた．

 

図—２：今回の研究には、震源決定精度の高い地震1031個の地震を選び出し、述べ23個の海底地震計に記録された6510個のP-到着時刻データを使用した．深さ１５ｋｍでのＰ波トモグラフィー．（速度perturbation．赤色（マイナス％）はslow,青色（プラス％）はhigh：黒丸は再決定された余震の震央：深さ１５ｋｍ（＋/—５ｋｍ以内）．低速度域に多くの余震が偏在している．